CN219248148U - 一种加速器束窗窗体结构及束窗系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种加速器束窗窗体结构及束窗系统，束窗窗体结构包括窗盘，窗盘上至少具有一个沿其轴向设置的窗口，窗口在窗盘上形成供束流通过的第一束流通道，窗盘内设置有与循环冷却装置连通的第一冷却流道，循环冷却装置向第一冷却流道循环通入换热介质，窗盘上还固定设置有覆盖窗口的窗体，单个窗体面积较小且由具有横向导热能力的材料制成，因此能够将束流沉积于其上的能量快速传递至窗盘。与现有技术相比，本实用新型通过采用具有横向导热能力的材料制成窗体并将窗体设置于带有冷却流道的窗盘，能够解决窗体直接强制冷却方案中窗体承压与窗体冷却的矛盾，同时可以避免因设置窗体直接对流冷却机构引起束窗系统复杂度高、可靠性差的问题。

Description

一种加速器束窗窗体结构及束窗系统

技术领域

本实用新型涉及加速器技术领域，尤其涉及一种加速器束窗窗体结构及束窗系统。

背景技术

为了使加速器束流通道保持真空状态以及使加速器束流通道和靶室保持洁净，加速器同位素生产系统的加速器束流通道和靶室之间需要设置束窗系统。当束流穿过束窗系统的束窗窗体时，束流上的部分能量会不可避免地沉积在束窗窗体上，使束窗窗体出现发热的现象。尤其随着加速器技术的发展，束流功率和流强水平在不断提升，束流穿过束窗窗体时的能量沉积也在不断增加，从而使得束窗窗体发热也越来越严重。因此，需要在束窗系统设置冷却机构对束窗窗体进行冷却。

目前，束窗上的热量移除主要包括两种方式，一种是通过与靶体的接触，窗靶一体进行冷却，另一种是通过气体或液体直接对窗体进行强制对流冷却。第一种方案中，靶上冷却面在远离窗体一侧，窗与靶整体只有一个对流换热面，冷却效率较低，且受到窗与靶之间接触热阻的限制，冷却效果难以保证，因此国际上主要采用第二种方案，在束窗面上进行强制对流冷却。该冷却方式在束流功率较低时，由于冷却剂压力较小，常用的合金薄窗强度一般可以满足要求。当束流功率提高时，窗上热量随之等比例升高，为了有效移除窗上的热量，需要提高冷却剂压力或者增大窗体面积。不论哪种方案，都需要增加薄窗的厚度以满足更高的强度要求。但是，当窗体厚度增加，束流在窗上的热量沉积也随之等比例升高，反过来又增加了冷却的难度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对上述现有技术中存在的不足，提供一种加速器束窗窗体结构及束窗系统，其通过采用具有横向导热能力的材料制成窗体并将窗体设置于带有冷却流道的窗盘实现对窗体的快速冷却，无需因设置窗体强制冷却机构而需增加束窗窗体厚度以提高束窗窗体强度，从而避免因束窗厚度增加，窗上热量沉积增多，冷却难度反而增大的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一方面，本实用新型提供了一种加速器束窗窗体结构，包括：

窗盘，所述窗盘上具有至少一个沿其轴向设置的窗口，所述窗口在所述窗盘上形成供束流通过的第一束流通道，所述窗盘内设置有与循环冷却装置连通的第一冷却流道，所述第一冷却流道适于通过所述循环冷却装置循环通入的换热介质与所述窗盘进行热交换；

窗体，所述窗体固定设置在所述窗盘上并覆盖所述窗口，所述窗体由具有横向导热能力的材料制成，所述窗体适于将束流沉积于其上的能量快速传递至所述窗盘。

优选的，所述窗体材料为高横向导热复合石墨膜。

优选的，所述窗盘上具有9个所述窗口，9个所述窗口在所述窗盘上排列成3×3的矩阵。

优选的，所述窗盘上具有9个所述窗体，每一所述窗体对应覆盖每一所述窗口。

优选的，所述窗盘上固定设置有预紧件，所述预紧件数量与所述窗口数量相匹配且一一对应，所述预紧件用于对所述窗体进行压紧固定，所述预紧件上具有与所述窗口对应设置的通孔，所述通孔的尺寸大于窗口的尺寸，所述通孔在所述预紧件上形成供所述粒子束流通过的第二束流通道。

优选的，所述通孔的尺寸大于所述窗口的尺寸。

另一方面，本实用新型还提供了一种加速器束窗系统，包括壳体以及如上所述的任一种加速器束窗窗体结构，所述壳体具有贯穿其两端的空腔，所述窗盘设置于所述空腔且与所述空腔侧壁密封固定连接，所述壳体两端分别具有前法兰和后法兰。

优选的，所述空腔内还设置有位于所述窗盘前侧的刮束盘，所述刮束盘与所述空腔侧壁固定连接，所述刮束盘上具有与所述窗口对应设置的刮束孔，所述刮束孔数量与所述窗口数量相匹配且一一对应，所述刮束孔在所述刮束盘上形成刮束束流通道。

优选的，所述空腔内壁和所述刮束盘之间还设置有绝缘环。

优选的，所述刮束孔远离所述窗盘一端为锥形孔，所述锥形孔部分远离所述窗盘一端的尺寸大于靠近所述窗盘一端的尺寸，所述刮束孔尺寸小于所述窗口尺寸。

优选的，所述刮束盘内具有与循环冷却装置连通的第二冷却流道，所述第二冷却流道适于通过所述循环冷却装置循环通入的换热介质与所述刮束盘进行热交换。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过采用具有横向导热能力的材料制成窗体并将窗体固定设置于带有冷却流道的窗盘上，单个窗体尺寸较小，使用时窗体能够依靠其横向导热能力将束流穿过窗体时沉积于束窗窗体上的能量快速传递到窗盘上并与窗盘冷却流道内的换热介质进行热交换，从而实现对窗体的快速冷却。与现有技术相比，本实用新型无需因设置冷却机构而需增加窗体厚度以增加窗体强度，从而避免因窗体厚度增加，窗上热量沉积增多，冷却难度反而增大的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。需要说明的是，在所有附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型实施例一中所述加速器束窗窗体机构的整体结构剖视图；

图2为本实用新型实施例一中所述加速器束窗窗体机构的整体结构侧视图；

图3为本实用新型实施例一中所述加速器束窗窗体机构的窗盘整体结构侧视图；

图4为本实用新型实施例二中所述加速器束窗系统整体结构剖视图；

图5为本实用新型实施例二中所述加速器束窗系统的刮束盘整体结构侧视图。

图中：

1、窗盘；11、窗口；12、第一冷却流道；2、窗体；3、预紧件；31、通孔；4、壳体；41、空腔；42、前法兰；43、后法兰；5、刮束盘；51、刮束孔；52、第二冷却流道；6、绝缘环。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，使用术语“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对上述零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

随着加速器技术的不断发展，束流功率和流强水平在不断提升，束流穿过束窗窗体时的能量沉积也在不断增加，从而使得束窗窗体发热也越来越严重。因此，需要在束窗系统中设置冷却机构对束窗窗体进行冷却。目前束流流强达到百微安以上的束窗，主要通过窗体直接强制对流进行冷却。该冷却方式在束流功率较低时，由于冷却剂压力较小，常用的合金薄窗强度一般可以满足要求。当束流功率提高时，窗上热量随之等比例升高，为了有效移除窗上的热量，需要提高冷却剂压力或者增大窗体面积。不论那种方案，都需要增加薄窗的厚度以满足更高的强度要求。但是，当窗体厚度增加，束流在窗上的热量沉积也随之等比例升高，反过来又增加了冷却的难度。因此，本实用新型提供了一种加速器束窗窗体结构及束窗系统，其通过采用具有横向导热能力的材料制成窗体并将窗体设置于带有冷却流道的窗盘实现对窗体的快速冷却，无需因设置冷却机构而需增加束窗窗体厚度以提高束窗窗体强度，从而避免因束窗厚度增加，窗上热量沉积增多，冷却难度反而增大的问题。

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施方式。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例一

如图1-图2所示，本实用新型实施例提供了一种加速器束窗窗体结构，包括窗盘1及窗体2，窗盘1上具有至少一个沿其轴向设置的窗口11，窗口11在窗盘1上形成供束流通过的第一束流通道，窗盘1内设置有与循环冷却装置(图中未示出)连通的第一冷却流道12，第一冷却流道12适于通过循环冷却装置循环通入的换热介质与窗盘1进行热交换，窗体2固定设置于窗盘1上并覆盖窗口11，窗体2由具有横向导热能力的材料制成，窗体2适于将束流沉积于其上的能量快速传递至窗盘1。

可以理解是，窗盘1上第一冷却流道12的形状以及尺寸可根据实际需要进行设置，本实施例对此不作任何限制，例如可以采用环形流道。

本实用新型实施例的束窗窗体2由具有横向导热材料制成并将束窗窗体2固定设置于带有冷却流道的窗盘1上，使用时窗体2能够依靠其横向导热能力将束流穿过窗体2时沉积于窗体2上的能量快速传递到窗盘1上并与第一冷却流道12内的换热介质进行热交换，从而实现对窗体2的快速冷却。如上所述，本实用新型实施例通过采用窗体2横向热传导加窗盘1换热的两步换热方式，无需在窗体2上进行对流换热，从而能够避免液冷回路或气冷带来的窗体承压问题。因此，本实用新型实施例无需因设置冷却机构而增加窗体2厚度以增加窗体2强度，从而能够避免因窗体2厚度增加，窗体2上热量沉积增多，冷却难度反而增大的问题。

在本实用新型实施例的实际应用中，还可以将该种窗体结构作为前窗，后端再配置一个该种窗体结构或其它结构形式的窗体2，形成前后窗系统以提高束窗系统工作的可靠性。同时，由于无需气体冷却，对于这种前后窗系统，还可以对两窗之间的真空度进行高灵敏度监测，确保前后窗中任意一个发生泄漏时能够及时切断束流以保护加速器和靶材料，并及时关闭阀门避免加速器束线出现真空泄露。

另外，由于本实施例的束流只从窗体2穿过进入靶室，窗盘1本身并不会阻挡束流，因此其厚度没有严格限制，可以达到厘米或几个厘米水平，这有利于在增加窗盘1上冷却流道的尺寸以及分布面积，从而提升本实施例的冷却效率。由于窗盘1厚度较大，其导热面积相对窗体2高一个量级以上，因此本实施窗盘1对所用材料的热导率要求较低，例如可以采用如316L钢或304钢等易加工、易焊接、高强度的钢材。可以理解的是，当本实施例窗盘1选用热导率较低的材料时，还可以通过适当优化窗盘1上的冷却流道以降低窗盘1上的温差，进一步提升本实施例的冷却效率。

当然，本实施例的窗盘1材料也可以选用如纯铜等热导率较高的材料，从而进一步采用降低窗盘1上的温度梯度，进而将窗盘1上的最高温度控制在较低水平。

需要说明的是，本实施例窗体2的材料包括石墨膜、石墨烯膜、铝箔、铝合金箔和镍合金箔等具有横向导热能力的材料。可以理解的是，窗体2材料的横向热导率越高，窗体2的冷却效率也越高，因此本实施例窗体2材料在满足其它要求的前提下可选择横向热导率高的材料以提升窗体2的冷却效率。

优选的，窗体2材料为高横向导热复合石墨膜。

近几年来，为了解决芯片散热的问题，市场上发展出了高横向导热的复合石墨膜。目前国内的高横向导热石墨膜技术处于国际领先地位，市场占有率较高。国内头部企业提供的复合石墨膜厚度在十几微米与百微米之间，横向热导率达到1500W/(m·K)以上，拉伸强度可达到40MPa，抗弯折次数达到十万次，正常工作温度达到400℃。高横向导热复合石墨膜的以上特性再加上其本身较低的密度，使得其具备了跨行业应用到加速器领域的条件。结合加速器束窗系统的间接水冷换热设计，基于高横向导热复合石墨膜的两步换热窗体结构，有望替代传统的基于金属或合金材料的直接强制冷却束窗系统，满足更高流强的离子束流引出对窗体的要求。

如图1和图2所示，在实用新型的另一实施例中，窗盘1上具有多个窗口11，使用时可通过束流定点扫描技术让束流循环通过窗盘1上不同的窗口11，或者利用束流分束技术，将束流平均分配到多个窗口11上。

当仅在窗盘1上设置一个窗口11时，为了保证束流能够穿过，需要相应增加窗口11和窗体2的面积。由于窗体2两侧存在的压差会对大面积窗体2产生一个比较大的作用力，这对于窗体2的整体强度有一定要求。因此，需要将增加窗体2的厚度控制在一个合适的范围以使得窗体2的整体强度满足要求，防止窗体2因两侧的压差而出现破损。本实施例通过在窗盘1上设置多个窗口11，与窗盘1上仅具有一个大面积单窗的结构相比，每个窗口11面积能够做得更小，窗体2两侧压差对于每个窗口11对应窗体2部分产生作用力也相对较小，因此其对窗体2的强度要求也相应较小。因此，本实施例提供的多窗口结构能够降低对窗体2的强度要求，从而可将窗体2厚度降低至几十微米甚至更低，这能够降低束流穿过窗体2时的能量损失、窗体2上的热功率、放射性产物以及束流穿过窗体2时因散射导致的束流损失。例如，与500微米的铍-铝合金窗相比，本实施例束流经过窗体2时的能量损失可降低一个量级，窗体2上的热功率及放射性产物也近似等比例降低。

当然，本实施例提供的多窗口结构也可以应用于在窗体和靶室之间设置循环冷却水以及在两个窗体之间设置惰性气体换热回路的束窗系统中，从而避免因需增加窗体2厚度而增加束流穿过窗体2时的能量沉积。

当将本实施例提供的多窗口结构应用于在窗体和靶室之间设置循环冷却水以及在两个窗体之间设置惰性气体换热回路的束窗系统中时，由于束窗系统中已设置循环冷却水或惰性气体换热回路与窗体2进行热交换，所以无需在窗盘1上另外设置冷却流道与窗盘1进行热交换。

同时，由于此时无需窗体2将其上的热量传递至窗盘1上，窗盘1材料可以选择不具备横向导热能力或横向导热能力较差的材料。当然，在该方案中，窗体2材料同样也可以选择具备横向导热能力的材料。当窗体2具备横向导热能力时，窗体2能够将每个窗口11对应的窗体2部分上的热量传递到窗体2上的其它部位，这能够增加窗体2与循环冷却水或惰性气体换热的换热面积，从而能够提高对窗体2的冷却效率。可以理解的是，此时窗体2材料的横向导热能力越高，窗体2将每个窗口11对应的窗体2部分上的热量传递至窗体2上其它部分的速度越快，窗体2的冷却速度也相应较快，这有利于进一步提高束窗系统对窗体2的冷却效率。

进一步的，窗盘1上具有9个窗口11，9个窗口11在窗盘1上排列成3×3的矩阵。本实施例通过在窗盘1上设置9个排列成3×3矩阵的窗口11，能够在4.5毫安质子束流流强下正常工作。

需要说明的是，窗盘1上窗口11的数量和排列方式可以根据实际需要进行灵活设置，本实施例对此不作任何限制。例如，在一些实施例中，可以将窗盘1上的多个窗口11设置成环形排列；在另一些实施例中还可以在窗盘1上设置20个排列成5×4矩阵的窗口11，该种设置方式能够将国际上现有的流强承受水平提高20倍作用，有助于解决未来10毫安质子束流流强下大批量生产同位素的束窗技术问题。

优选的，窗盘1上具有9个窗体2，每一窗体2对应覆盖每一窗口11。

需要说明的是，当窗盘1上具有多个窗口11时，也可以通过单个可覆盖所有窗口11的窗体2对所有窗口11进行覆盖密封，本实施例对此不作限制。

本实施例通过在窗盘上设置多个窗体2分别对窗口11进行覆盖密封能够避免使用一整片薄膜在预紧密封固定及实际热载时容易出现拉扯破损的问题，也便于在组装及真空测试时对每个窗体进行独立的完整性及密封性测试或者更换。

如图1和图3所示，在本实用新型的又一实施例中，窗盘1上固定设置有预紧件3，预紧件3数量与窗口数量相匹配且一一对应，预紧件3用于对窗体2进行压紧固定，预紧件3上具有与窗口11对应设置的通孔31，通孔31数量与窗口11数量相匹配且一一对应，通孔31在预紧件3上形成供粒子束流通过的第二束流通道。

可以理解的是，本实施例的预紧件3可通过焊接、螺栓连接等方式固定设置于窗盘1上；预紧件3材料可以选择与窗体2相同的材料且厚度可以小于窗盘1。当然，预紧件3也可以选择与窗盘1不同的材料，只要满足能够将窗体2压紧固定于窗盘1上即可。

进一步的，通孔31的尺寸大于窗口11的尺寸。由于束流经过窗体2时，会有一定的散射效应，束流包络会有所增长，因此将预紧件3上的通孔31尺寸设置成大于窗口11尺寸有利于避免预紧件3遭到束流轰击。

可以理解的是，本实施例窗口11和通孔31的尺寸和形状可根据实际需要进行设置，例如，在一些实施例中，可将窗口11直径设置成20mm，通孔31直径设置成22mm。

需要说明的是，在其它一些实施例中，窗体2也可通过其它方式固定设置于窗盘1上，本实用新型实施例对此不作任何限制。例如，在一些具体实施例中，可采用带有数量和位置与窗盘1上的窗口11的数量和位置相匹配的压紧环的固定件对窗体2进行压紧固定；在另外一些具体实施例中，可以采用一能够覆盖所有窗口的盘状部件对窗体2进行压紧固定，在这种应用方式中，为了进一步提升窗体2的固定效果，还可以在盘状部件朝向窗盘1上的侧面上对应每个窗口11设置环绕每个窗口11的环状凸起，安装时通过每个窗口11对应的环状凸起对窗体2进行压紧固定。实施例二

如图4-图5所示，本实施例提供了一种加速器束窗系统，包括壳体4以及如实施例一中所述的任一种加速器束窗窗体结构，壳体4具有贯彻其两端的空腔41，窗盘1设置于所述空腔41内且与空腔41侧壁密封固定连接，壳体4两端分别具有前法兰42和后法兰43。可以理解的是，窗盘1可通过焊接等方式与空腔41内侧壁密封固定连接。

本实施例提供的加束器束窗系统使用时，前法兰42用于与加速器束线连接，后法兰43用于靶室连接，其中窗体2前面为高真空环境，窗体2后面为底真空环境或非真空环境。

本实施例提供的加速器束窗系统通过设置如实施例一中所述的任一种加速器束窗窗体结构，使用时窗体2能够依靠其横向导热能力将束流穿过窗体2时沉积于窗体2上的能量快速传递到窗盘1上并与窗盘1冷却流道内的换热介质进行热交换，从而实现对窗体2的快速冷却。如上所述，本实用新型实施例通过采用窗体2横向热传导加窗盘1换热的两步换热方式，无需在窗体2和靶室之间设置循环冷却水或在两个窗体2之间设置惰性气体换热回路，从而能够避免液冷回路或气冷回路带来的复杂性及安全性问题。因此，本实用新型实施例无需因设置冷却机构而增加窗体2厚度以增加窗体2强度，从而能够避免束流因窗体2厚度增加而损失更多能量。

进一步的，空腔41内还设置有位于窗盘1前侧的刮束盘5，刮束盘5与空腔41侧壁固定连接，刮束盘5上具有与窗口11对应设置的刮束孔51，刮束孔51数量与窗口11数量相匹配且一一对应，刮束孔51在刮束盘5上形成刮束束流通道。

由于束流的分布存在类高斯分布特性，且在外围有一定比例的束晕粒子，因此本实施通过在窗盘1前侧设置刮束盘5能够对每个窗口11外侧的晕粒子进行集中刮除，将束流的晕粒子造成放射性及热量可控地沉积到刮束环上，避免不可控的束流损失在其它位置引起热量及放射性问题。

进一步的，所述空腔41内壁和所述刮束盘5之间还设置有绝缘环6，绝缘环6可通过卡接、粘接、螺栓连接等机械连接方式分别与空腔41侧壁和刮束盘5固定连接，绝缘环6可以有橡胶、塑胶、陶瓷等绝缘材料制成。

束流的粒子撞击到刮束盘5上，刮束盘5上会产生电流，该电流的变化可作为束流位置或尺寸异常的判断信号。在壳体4和刮束盘5之间设置绝缘环6使得本实施例能够在刮束盘5上配置电信号引出线对刮束盘5的电流信号进行监测，当监测到刮束盘5上的电流突然大幅度变化时，可以执行快速的停束操作，从而对束窗和靶室进行保护。因此，本实施例能够对束流进行诊断，在束流尺寸及位置异常的情况下能够对束窗和靶室进行及时保护。

进一步的，刮束孔51远离窗盘1一端为锥形孔，锥形孔远离窗盘1一端的尺寸大于靠近窗盘1一端的尺寸。本实施例通过将刮束孔51远离窗盘1一端设置为锥形孔，能够将束晕粒子分布到更大的吸收面上，从而降低刮束盘5上功率密度。

进一步的，刮束孔51尺寸小于窗口11尺寸。本实施例通过将刮束孔51尺寸设置为小于窗口11尺寸，可以保证束流经刮束盘5刮束后，其横向边界处于窗口11的范围内，不会轰击到窗盘1上，从而避免造成不必要的束流损失、热量沉积及放射性产生。

可以理解的是，刮束孔51的尺寸大小可根据实际情况进行设置，本实施例对此不作限制。例如，在一些实施例中，当窗孔的直径为20mm，可将刮束孔51的直径设置成19mm，而对于刮束孔51前端锥形孔，则可将锥形孔宽端直径设置为25mm，窄端直径设置为19mm。

进一步的，刮束盘5内具有与循环冷却装置(图中未示出)连通的第二冷却流道52，第二冷却流道52适于通过循环冷却装置循环通入的换热介质与刮束盘5进行热交换。由于束流的晕粒子撞击到刮束盘5后，其上的能量会沉积到刮束盘5上使刮束盘5发热，刮束盘5上第二冷却流道52内的换热介质能够与刮束盘5进行热交换，从而实现对刮束盘5的冷却。

需要指出的是，刮束盘5上第二冷却流道52的形状以及尺寸可根据实际需要进行设置，本实施例对此不作任何限制，例如可以采用环形流道。

在本实用新型的一具体实施中，窗盘1上具有9个排列成3×3矩阵的窗口11，质子束流能量100MeV，窗体2厚度为50微米，每个质子穿过窗体2时的能量损失率约为0.066％。当质子束流平均流强为4.5毫安时，每个窗口11平均流强为0.5毫安，单窗热功率约为33W，束流高斯分布标准差为3.5毫米。若刮束盘5按照±3倍标准差对束流进行刮束且束流的束晕比例为0.6％，则刮束盘5上的总功率为2.7KW，约为窗体2上总功率的9倍。因此，因此刮束盘5材料可选用如纯铜等热导率较高的材料，以提高传热效率，降低盘上温度梯度。同时，还可以适当增加刮束盘5上第二冷却流道52的体积，以降低水冷界面温差。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种加速器束窗窗体结构，其特征在于，包括：

窗盘(1)，所述窗盘(1)上具有至少一个沿其轴向设置的窗口(11)，所述窗口(11)在所述窗盘(1)上形成供束流通过的第一束流通道，所述窗盘(1)内设置有与循环冷却装置连通的第一冷却流道(12)，所述第一冷却流道(12)适于通过所述循环冷却装置循环通入的换热介质与所述窗盘进行热交换；

窗体(2)，所述窗体(2)固定设置在所述窗盘(1)上并覆盖所述窗口(11)，所述窗体(2)由具有横向导热能力的材料制成，所述窗体(2)适于将束流沉积于其上的能量快速传递至所述窗盘(1)。

2.根据权利要求1所述的加速器束窗窗体结构，其特征在于，所述窗体(2)材料为高横向导热复合石墨膜。

3.如权利要求1所述的加速器束窗窗体结构，其特征在于，所述窗盘(1)上具有9个所述窗口(11)，9个所述窗口(11)在所述窗盘(1)上排列成3×3的矩阵。

4.如权利要求3所述的加速器束窗窗体结构，其特征在于，所述窗盘上具有9个所述窗体(2)，每一所述窗体(2)对应覆盖每一所述窗口(11)。

5.如权利要求1所述的加速器束窗窗体结构，其特征在于，所述窗盘(1)上固定设置有预紧件(3)，所述预紧件(3)数量与所述窗口(11)数量相匹配且一一对应，所述预紧件(3)用于对所述窗体(2)进行压紧固定，所述预紧件(3)上具有与所述窗口(11)对应设置的通孔(31)，所述通孔(31)的尺寸大于所述窗口(11)的尺寸，所述通孔(31)在所述预紧件(3)上形成供所述束流通过的第二束流通道。

6.一种加速器束窗系统，其特征在于，包括壳体(4)以及如权利要求1-5任一项所述的加速器束窗窗体结构，所述壳体(4)具有贯穿其两端的空腔(41)，所述窗盘(1)设置于所述空腔(41)内且与所述空腔(41)侧壁密封固定连接，所述壳体(4)两端分别具有前法兰(42)和后法兰(43)。

7.如权利要求6所述的加速器束窗系统，其特征在于，所述空腔(41)内还设置有位于所述窗盘(1)前侧的刮束盘(5)，所述刮束盘(5)与所述空腔(41)侧壁固定连接，所述刮束盘(5)上具有与所述窗口(11)对应设置的刮束孔(51)，所述刮束孔(51)数量与所述窗口(11)数量相匹配且一一对应，所述刮束孔(51)在所述刮束盘(5)上形成刮束束流通道。

8.如权利要求7所述的加速器束窗系统，其特征在于，所述空腔(41)内壁和所述刮束盘(5)之间还设置有绝缘环(6)。

9.如权利要求7所述的加速器束窗系统，其特征在于，所述刮束孔(51)远离所述窗盘(1)一端为锥形孔，所述锥形孔部分远离所述窗盘(1)一端的尺寸大于靠近所述窗盘(1)一端的尺寸，所述刮束孔(51)尺寸小于所述窗口(11)尺寸。

10.如权利要求7所述的加速器束窗系统，其特征在于，所述刮束盘(5)内具有与循环冷却装置连通的第二冷却流道(52)，所述第二冷却流道(52)适于通过所述循环冷却装置循环通入的换热介质与所述刮束盘(5)进行热交换。

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